芯耀
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第 32 屆 VLSI 設(shè)計(jì)/CAD 研討會(huì)剛剛以視頻會(huì)議的形式舉行。今年活動(dòng)的主題是“集成電路驅(qū)動(dòng)智能生活創(chuàng)新”。在模擬和射頻、EDA 和測(cè)試、數(shù)字和系統(tǒng)以及新興技術(shù)方面有許多出色的演講。除了各個(gè)具體的技術(shù)領(lǐng)域，研討會(huì)上還有一些很棒的主題演講，這就是我想關(guān)注的地方。臺(tái)積電的 Suk Lee 發(fā)表了題為“摩爾定律和半導(dǎo)體行業(yè)的第四個(gè)時(shí)代”的主題演講。任何試圖從半導(dǎo)體行業(yè)傳奇而動(dòng)蕩的歷史中發(fā)掘出一些意義的事情都會(huì)引起我的注意。正如臺(tái)積電所解釋的那樣，半導(dǎo)體行業(yè)第四個(gè)時(shí)代的主旨就是合作。讓我們來(lái)仔細(xì)看看這個(gè)演講的內(nèi)容。
這份主題演講是臺(tái)積電設(shè)計(jì)技術(shù)平臺(tái)副總裁 Suk Lee 發(fā)表的。我認(rèn)識(shí)他很長(zhǎng)一段時(shí)間了，于公于私，這次演講對(duì)我來(lái)說(shuō)都是必看的。當(dāng)年我在Zycad而Suk在 LSI Logic 時(shí)，我就認(rèn)識(shí)了他。和他交朋友是具有挑戰(zhàn)性的，因?yàn)?Suk 是個(gè)不容易被打動(dòng)的主兒。后來(lái)，我們雙雙入職Cadence，在那里我和Suk合作很愉快，也共同取得了一些不錯(cuò)的成果。他對(duì)技術(shù)抑制抱有卓越的高標(biāo)準(zhǔn)，這對(duì)我們的工作很有幫助。自 Cadence 以后，我曾在 Suk 主管的臺(tái)積電設(shè)計(jì)技術(shù)平臺(tái)部門中擔(dān)任過(guò)一些工作。他對(duì)卓越技術(shù)的高標(biāo)準(zhǔn)再一次提升了我們各自的水平?，F(xiàn)在，讓我們跟著臺(tái)積電和 Suk Lee 的說(shuō)法，看一看半導(dǎo)體行業(yè)的歷史。
半導(dǎo)體的第一個(gè)時(shí)代——IDM
最初，晶體管是在貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明的，緊接著，德州儀器 (TI) 做出了第一個(gè)集成電路。當(dāng)仙童半導(dǎo)體開發(fā)出第一個(gè)單片式集成電路時(shí)，事情開始變得非常有趣了?？匆豢聪旅孢@張由計(jì)算機(jī)歷史博物館提供的照片，它展示了一些參與這一開創(chuàng)性工作的早期先驅(qū)。你會(huì)認(rèn)出他們的名字來(lái)的。請(qǐng)注意，照片中的每個(gè)人都穿著夾克，打著領(lǐng)帶，這可是當(dāng)年半導(dǎo)體弄潮兒的標(biāo)配。這可能會(huì)給您計(jì)劃返回辦公室時(shí)的著裝提供一些參考：
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圖 | 仙童半導(dǎo)體的先驅(qū)者
于是，第一個(gè)半導(dǎo)體時(shí)代誕生了——集成器件制造商時(shí)代，簡(jiǎn)稱IDM。在這個(gè)時(shí)代，IDM包攬所有工作—芯片設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)設(shè)施、芯片的實(shí)現(xiàn)和制造工藝。我是在一家面向IDM 的基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域、名為 RCA 的公司開始自己的職業(yè)生涯的。Suk 在演講中指出，在 IDM 時(shí)代，集成和發(fā)明是相輔相成的。創(chuàng)造一些全新事物的機(jī)會(huì)，總是非常令人興奮。作為設(shè)計(jì)人員出身的我擁有第一手經(jīng)驗(yàn)，對(duì)Suk的論斷深表贊同。定制芯片是 IDM 的主要領(lǐng)域。他們擁有完成這項(xiàng)工作所需的所有基礎(chǔ)設(shè)施、技術(shù)和人員。因此，定制芯片這個(gè)工作僅限于 IDM 或有足夠資金資助 IDM 進(jìn)行大規(guī)模開發(fā)的公司。后來(lái)，當(dāng)我們開始進(jìn)入第二個(gè)半導(dǎo)體時(shí)代時(shí)，這一切都改變了。
第二個(gè)半導(dǎo)體時(shí)代——ASIC
LSI Logic 和 VLSI Technology 等公司是這一歷史階段的先驅(qū)?，F(xiàn)在，ASIC 供應(yīng)商向所有人提供了設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)施、芯片實(shí)施和工藝技術(shù)。在這個(gè)階段，半導(dǎo)體行業(yè)開始出現(xiàn)分化。有了設(shè)計(jì)限制，出現(xiàn)了一個(gè)更廣泛的工程師社區(qū)，它們可以設(shè)計(jì)和構(gòu)建定制芯片。技術(shù)開始變得民主化、大眾化，世界從此變得不一樣了。
半導(dǎo)體的第三個(gè)時(shí)代——代工
從本質(zhì)上來(lái)看，第三個(gè)時(shí)代是第二個(gè)時(shí)代成熟的必然結(jié)果。集成電路設(shè)計(jì)和制造的所有步驟都開始變得相當(dāng)具有挑戰(zhàn)性。建立起一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，讓每家公司都能夠?qū)Ｗ⒂谒麄兊暮诵母?jìng)爭(zhēng)力，這是管理復(fù)雜性的一個(gè)好方法。這就是第三個(gè)時(shí)代所發(fā)生的事情。芯片的設(shè)計(jì)和實(shí)施由無(wú)晶圓廠半導(dǎo)體公司負(fù)責(zé)，設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)施由 EDA 公司負(fù)責(zé)，工藝技術(shù)則交給代工廠來(lái)開發(fā)和交付。臺(tái)積電是這一階段的關(guān)鍵先驅(qū)。
半導(dǎo)體的第四個(gè)時(shí)代——開放式創(chuàng)新平臺(tái)
仔細(xì)觀察一下，我們又要回到原點(diǎn)了。隨著半導(dǎo)體行業(yè)的不斷成熟，工藝復(fù)雜性和設(shè)計(jì)復(fù)雜性開始呈爆炸式增長(zhǎng)。在工藝技術(shù)、EDA、IP 和設(shè)計(jì)方法之間深?yuàn)W而微妙的相互作用下，將分解的供應(yīng)鏈進(jìn)行協(xié)調(diào)變得非常具有挑戰(zhàn)性。臺(tái)積電也是這個(gè)時(shí)代的先驅(qū)。
臺(tái)積電意識(shí)到，分解了生態(tài)系統(tǒng)的各個(gè)部分，需要大量的協(xié)調(diào)和溝通。需要一種將各個(gè)部分更緊密地結(jié)合在一起以促進(jìn)更好協(xié)作的方法。因此，臺(tái)積電開發(fā)了開放式創(chuàng)新平臺(tái)?，或稱OIP。他們很早就開始了這項(xiàng)工作，剛開始這項(xiàng)工作時(shí)， 65 nm 還是前沿工藝。今天，OIP已經(jīng)成長(zhǎng)為一個(gè)強(qiáng)大而充滿活力的生態(tài)系統(tǒng)。
臺(tái)積電提供的基礎(chǔ)設(shè)施為改進(jìn)協(xié)作和協(xié)調(diào)鋪平了道路，在其成員之間創(chuàng)建了一個(gè)虛擬的 IDM。對(duì)臺(tái)積電的客戶來(lái)說(shuō)，開放式創(chuàng)新平臺(tái)提供了整合模型和分解模型中最好的選擇。它改變了半導(dǎo)體行業(yè)的軌跡，為臺(tái)積電提供了實(shí)質(zhì)性的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
這種模式有很多好處。執(zhí)行設(shè)計(jì)技術(shù)協(xié)同優(yōu)化 (DTCO) 的能力非常有用。下圖展示了臺(tái)積電 OIP 的覆蓋廣度。先進(jìn)的半導(dǎo)體技術(shù)需要一個(gè)生態(tài)村，一個(gè)大生態(tài)村。為了幫助您理解一些首字母縮略詞，DCA 代表設(shè)計(jì)中心聯(lián)盟，VCA 代表價(jià)值鏈聚合器。
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圖 | 臺(tái)積電OIP
好了，這堂半導(dǎo)體歷史課，我們已經(jīng)到了結(jié)尾的階段。半導(dǎo)體一路走來(lái)，走到現(xiàn)在這個(gè)階段，是非常具有挑戰(zhàn)性和令人興奮的。 Suk Lee 在解釋歷史方面做得很好。臺(tái)積電引領(lǐng)了兩個(gè)半導(dǎo)體時(shí)代，我們的生活也因此變得更好了。我期待著半導(dǎo)體增長(zhǎng)的下一階段以及它可能帶我們走向何方?，F(xiàn)在，請(qǐng)記住，半導(dǎo)體的第四個(gè)時(shí)代的主旨就是協(xié)作。
作者：Mike Gianfagna
編譯：與非網(wǎng)
